南黄海柱状沉积物中烃类化合物的地球化学特征及其对沉积环境的指示

重点探讨了南黄海柱状沉积物中烃类化合物的分子组成特征及其对沉积环境的指示意义,结果显示,沉积柱中总有机碳（TOC）和总氮（TN）具有较好的正相关性,无机氮的影响较弱,这可能跟本区受径流输入的陆源物质的影响较弱有关。上层样品（0～10 cm）中长链正构烷烃占优势,奇偶优势显著,反映了陆源高等植物贡献;藿烷、甾烷的组成则显示该段样品中有机质具有较高的热成熟度;且姥鲛烷（Pr）/植烷（Ph）比值大于1.0,指示沉积环境以氧化为主,这相对不利于海洋源有机质的保存,从而凸显了陆源有机质的贡献。在10～20 cm之间,沉积环境由相对偏氧化向偏还原过渡;20 cm以下表现为强还原性的沉积环境,有机质成熟度较低。中、下层样品中正构烷烃多呈现双峰分布,短链烷烃具有一定的偶奇优势,这可能主要跟海洋浮游生物、藻类及微生物的贡献有关。与渤海烃类化合物的沉积记录进行对比,发现渤海沉积柱中烃类化合物主要跟历史时期不同来源物质的输入及人类活动的影响有关,而南黄海沉积柱中烃类化合物的特征则主要反映了沉积环境和微生物作用对有机质的埋藏保存有重要影响。     

北极拉普捷夫海夏、秋季颗粒有机碳的分布与来源

随着全球变暖的加剧,北极陆架边缘海碳的源汇过程对全球碳循环的影响及其气候环境效应日益显著。拉普捷夫海作为北冰洋典型的陆架边缘海,在大河、海冰、海洋初级生产力及海岸侵蚀的影响下,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏等过程独具特色。本文基于2018年中俄第二次北极联合科考获得的悬浮颗粒物样品和水文资料,研究了夏末秋初拉普捷夫海颗粒有机碳的分布特征、来源及其影响因素。结果表明,颗粒有机碳（POC）的浓度位于35.27～1 185.58 μg/L之间,平均为172.65 μg/L。受河流输入、海岸侵蚀和海洋初级生产力的影响,表层POC浓度分布呈现近岸高、远岸低趋势;底层POC浓度分布主要受控于沉积再悬浮作用,高浓度POC出现在勒拿河三角洲的东部区域。总悬浮颗粒物浓度与POC浓度总体呈显著正相关,显示出其对POC空间分布的直接影响,且两者在底层中的相关性要高于表层,表明不同层位的POC可能存在来源差异。研究区POC的δ13C值处于?31.03‰～?25.79‰之间,表层δ13C值较底层明显偏负,且部分站位的δ13C值甚至低于周边陆源有机碳的端元,这反映了可能除陆源输入的贡献外,近海浮游植物直接利用大量陆源有机质降解产生的溶解无机碳的过程也对该区域POC的供应和来源解析具有重要的影响。     

孟加拉湾中部表层沉积物有机碳分布特征及来源

通过对孟加拉湾中部110个表层沉积物样品有机碳、氮含量及粒度进行测试分析,揭示了研究区表层沉积物平均粒径、有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳/总氮(TOC/TN)的分布特征,并讨论了其有机质来源及控制因素。结果表明,研究区表层沉积物的平均粒径值为6.2~7.6Φ,平均为7.1Φ,其分布呈现出以16°N和15°N为界南北两侧海域粒度相对较细(7Φ),中间海域相对较粗(7Φ)的特点;研究区TOC的质量分数为0.37%~1.24%,平均为0.84%,TN质量分数为0.05%~0.15%,平均为0.10%,两者分布特点相似,大致以15°N和16°N为界表现出南北两侧海域高,中间海域低的特点;TOC/TN比值为6.05~12.88,平均为8.38,中部海域比值高,南北两侧低。根据TOC/TN比值估算研究区陆源和海洋自生有机质的贡献,结果表明研究区陆源与海洋自生有机质平均相对贡献分别为60%和40%。研究区有机质的分布主要受控于有机质来源及输运方式,其中浊流输运导致的溢流沉积是其最主要的控制因素。另外,粒度、河流悬浮体的输入沉降和有机质保存条件等因素也起着重要作用。     

白令海西部柱样沉积物中有机碳的地球化学特征与埋藏记录

基于2012年中国第5次北极科学考察专项调查获得的样品资料,重点探讨了百年来白令海西部柱样沉积物中有机碳(TOC)的地球化学特征及其埋藏记录,结果显示,基于两柱样210 Pbex随深度的指数衰变趋势,整体能反映出调查区相对稳定的现代沉积环境,可获得两沉积柱约70年以来的海洋沉积环境序列。陆架区BL16柱样中TOC的垂向分布与TN及粒度具有较好的一致性,反映出有机质来源较为一致,粒度可能对沉积有机碳的赋存起控制作用;而陆坡区BL10柱样粒度相对略粗,且TOC与TN、粒度无明显相关关系,这可能与该区复杂的沉积水动力环境、有机质输入和较强的细菌微生物作用有关。两柱样上层样品(近20年以来)都不同程度表现出TOC含量增加和CaCO3含量下降,这可能指示了近期北极地区变暖和海洋酸化加剧等过程对沉积有机质的影响。计算得到两柱样沉积有机碳的埋藏通量分别为3 100mmol C·m-2·a-1(BL16)和1 400mmol C·m-2·a-1(BL10),通过对有机碳埋藏保存效率的分析和区域对比,认为该区较高的有机碳埋藏通量,可能主要受控于较高的上层水体初级生产力和有机碳输出效率,较为有利的沉积有机碳保存代谢机制以及较快的沉积速率等因素的共同作用。     

2011长江中下游旱涝急转前后河口表层沉积物地球化学特征研究

系统分析了2011旱涝急转前后长江口表层沉积物中常量元素、微量元素和有机碳等地球化学特征的变化及其影响因素,探讨了旱涝急转状况对河口沉积地球化学分区的影响。结果显示,洪涝期河口沉积物粒度总体有变粗的趋势,尤其是南支水道至三角洲前缘区。洪涝期含量下降的组分主要有Al2O3、K2O和Na2O等,含量增加主要有TFe2O3、CaCO3、CaO、TiO2、Mn和P等。干旱期常量元素组分与黏土的正相关性更高,但S4站的情况相反,这可能主要跟径流携带的流域物质的输入状况和该区特有的沉积动力条件有关。洪涝期大多数沉积物中微量元素的平均含量表现为不同程度增加,反映了研究区洪涝期沉积物粒度整体变粗和流域洪水导致的入海物质通量升高的影响。不同时期TOC和TN均具有较好的正相关关系,有机质C／N值指示洪涝期陆源贡献大于干旱期：但C／N值整体相对偏低,这可能跟物源贡献和微生物作用有关。洪涝期各元素变量在主因子载荷图上的分布更加分散,反映了洪涝期粒度对元素组合分布的控制作用有所减弱和径流携带流域物质的输入有所增强。基于各样品的因子得分,发现旱涝急转前后河口沉积物样品的元素地球化学分区基本一致。     

北极东西伯利亚陆架沉积物物源:来自黏土矿物和化学元素的证据

本文对北极东西伯利亚陆架表层沉积物进行了粒度、黏土矿物以及常微量元素测定,阐述了粒度、黏土矿物和常微量元素的分布特征。利用因子分析与聚类分析划分了不同的沉积区,并探讨了各区沉积物的主要来源。结果表明,研究区可以划分为4个沉积区:(1)东西伯利亚海近岸河口区(Ⅰ区),沉积物以粉砂和砂质粉砂为主,TiO₂、Zr、SiO₂含量较高,其他元素在该区都处于低值,La/Th与Zr/Hf比值在4个沉积区中为最大值,黏土矿物中伊利石含量占绝对优势,约为70%,该区受到河流与海岸侵蚀物质输入的强烈影响;(2)东西伯利亚海中部(Ⅱ区),沉积物以粉砂和泥为主,MnO、Ba与Ni等元素在该区含量较高,黏土矿物组合与Ⅰ区类似,La/Th和Zr/Hf比值比Ⅰ区略低,该区沉积物以河流输入的细粒沉积物为主,受海冰等过程的影响发生了混合,随着离岸距离的增加,海洋自生组分开始增多;(3)东西伯利亚海北部深水区(Ⅲ区),沉积物以泥为主,Al₂O₃、K₂O、V、Li等在该区达到最大值,La/Th和Rb/Th比值与Ⅱ区极其类似,伊利石含量在该区为最低值,蒙皂石与高岭石含量在该区达到最大值(>10%),该区细粒沉积物很可能受大西洋水体以及波弗特环流的影响;(4)楚科奇海(Ⅳ区),该区沉积物主要由粉砂和砂质粉砂组成,CaO、P₂O₅等在该区含量较高,Rb/Th、La/Th与Zr/Hf均为4个沉积区的最小值,绿泥石在该区最为富集,该区沉积物受太平洋入流水的影响强烈。     

末次冰消期以来北极东北陆架对快速气候变化的响应

北极快速气候变化越来越深刻影响着北极地区以及全球的环境变化，已成为当今地球科学研究的重大前沿科学问题。北极东北陆架作为世界上最宽广平坦的陆架，既是北冰洋季节性海冰形成的主要源区，又是现代海冰变化最强烈的区域，对气候变化敏感，响应强烈，属于环境脆弱地区。通过全面分析近年来国际上在末次冰消期以来快速气候变化背景下北极东北陆架环境响应的研究进展和存在的主要问题，阐述了沉积物“源—汇”过程、海冰演化历史、碳循环以及快速气候变化事件等方面取得的研究成果，发现东北陆架地区沉积物和有机碳来源复杂，时空变化强烈，气候和环境变化过程与海冰演化息息相关。未来的研究应加强现代过程的长期连续观测，重视地质记录中气候环境演变信号的精确解译，深化数值模拟技术和大数据的挖掘与使用，开展不同时间尺度北极快速气候变化及其驱动机制研究，并加强北极快速气候变化对中纬度地区特别是对东亚以及我国环境变化影响的研究。     

渤海湾表层沉积物中有机碳的分布与物源贡献估算

依据渤海湾及其邻近海域163个表层沉积物样品的总有机碳(TOC)和总氮(TN)的分析数据,探讨了渤海表层沉积物TOC的空间分布与物源贡献.结果显示,渤海湾TOC呈现南高北低的空间分布特征,TOC与粒度有一定的相关性且TOC高含量区与泥质区相吻合,表明TOC分布在一定程度上受控于沉积动力环境.TOC和TN之间显著相关,在...     

2012年秋季黄河口及莱州湾颗粒有机碳的地球化学特征及其影响因素北大核心CSCD

根据2012年9月在黄河口及莱州湾取得的悬浮体和水文调查资料,探讨了非调水调沙期间黄河15及莱州湾颗粒有机碳（POC）的地球化学特征及其影响因素。结果表明：（1）2012年秋季黄河口及莱州湾POC浓度介于42．25-1018．87gg／L之间,平均为316．35μg／L,底层POC浓度高于表层,这与沉积物再悬浮有直接关系;（2）黄河口POC呈现近岸区高,远岸区低的趋势,高值区出现在新、老两个河口区域,指示了陆源输入对河口区POC的直接控制作用;（3）在盐度为26～28（psu）之间黄河口POC有高值,表明絮凝沉降作用对POC空间分布的影响;底层POC与浊度显著相关,表明海底沉积物再悬浮对研究区POC空间分布的直接影响;悬浮物含量超过20mg／L时,生命态颗粒有机碳对总颗粒有机碳的贡献明显下降;（4）POC／PN值显示黄河15及莱州湾POC来源的复杂性,生物作用、沉积物再悬浮和黄河水沙输入对研究区的POC生物地球化学过程都有一定的影响。     

渤海—北黄海沉积物黏土矿物特征及其环境意义

基于409个表层沉积物样品黏土组成的分析测试结果,结合周边河流沉积物黏土矿物组成数据,研究了渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物的分布特征、来源和输运趋势。渤海—北黄海底质沉积物中黏土矿物组分质量分数从高到低依次为伊利石(70%)、高岭石(12%)、绿泥石(11%)和蒙皂石(7%)。根据沉积物黏土矿物的组成和分布特征,可以把研究区分为2个区和6个亚区。I区物质来源主要为黄河,分布在黄河口外,向东北延伸至渤海海盆、东南向经莱州湾再向东北延伸至北黄海南部海域;II区物质来源主要为潍河、六股河、滦河和辽河等,还包括海岸侵蚀物质,主要分布在辽东湾、渤海湾北部和北黄海北部等海域。黏土矿物的输运和分布除了受到物源的影响外,主要受渤海环流的控制。